2.1 烷烃 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦烷烃主题，系统涵盖结构特征、物理与化学性质、同系物、烃基、命名法及同分异构体书写等核心知识点。以天然气、液化石油气等生活实例导入，按结构（杂化方式、通式）到性质（稳定性、取代反应）再到命名与同分异构体的逻辑脉络，通过表格对比、正误判断等学习支架助力知识构建。 其特色在于贯穿“结构决定性质”的化学观念，借助甲烷至正戊烷结构表格、取代反应实验现象（色变浅、出油滴）等培养科学思维与探究能力。系统命名结合实例（如2,3,5-三甲基己烷）强化步骤训练，既帮助学生形成逻辑认知，又为教师提供丰富素材，提升教学效率。

第二章 烃 第一节 烷烃 1.知道烷烃的物理性质的变化与分子中碳原子数目的关系。 2.认识烷烃的结构特征，能以典型代表物为例，理解烷烃的化学性质。 3.了解同系物的概念，学会判断物质是否互为同系物。 4.了解烃基的概念，学会书写烃基。 5.了解烷烃的习惯命名法，掌握烷烃的系统命名法。 6.掌握烷烃同分异构体的书写方法。 核心素养 发展目标 烷烃的结构 一 生活中常见的烷烃 天然气 液化石油气 汽油、柴油 石蜡 凡士林 1.烃 仅含 、 两种元素的有机化合物。 根据结构的不同，烃可分为 、 、 和 等。 碳 氢 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 二十九烷(C29H60) 二十七烷(C27H56) 2.烷烃的结构 (1)烷烃的结构 请根据图中所示烷烃的分子结构，写出相应的结构简式和分子式，并分析它们在组成和结构上的相似点。 名称 结构简式 分子式 碳原子的杂化方式 分子中共价键的类型 甲烷 CH4 CH4 sp3 σ键 乙烷 ________ _____ ____ ____ 丙烷 ___________ _____ ____ ____ 正丁烷 _____________ _____ ____ ____ 正戊烷 _____________ _____ ____ ____ CH3CH3 C2H6 sp3 σ键 CH3CH2CH3 C3H8 sp3 σ键 CH3(CH2)2CH3 C4H10 sp3 σ键 CH3(CH2)3CH3 C5H12 sp3 σ键 (2)烷烃的结构特点 ①杂化方式：烷烃的结构与甲烷的相似，其分子中的碳原子都采取 _杂化，以伸向四面体4个顶点方向的 杂化轨道与其他 或____ 结合，形成 键。 ②空间结构：以 原子为中心形成若干四面体空间结构，碳链呈____ 排列。 ③键的类型：烷烃分子中的共价键全部是 键(C−C、C−H)。 (3)链状烷烃的通式： 。 sp3 sp3 碳原子 氢原 子 σ 碳 锯齿 状 单 CnH2n＋2(n≥1) 3.同系物 (1)概念： 相似、分子组成上相差一个或若干个 原子团的化合物互称为同系物。如甲烷、乙烷、丙烷互为同系物。 (2)性质：同系物因组成和结构相似，化学性质 ，而物理性质一般呈 变化，如烷烃的熔点、沸点、密度等。 结构 CH2 相似 规律性 “结构相似”是指官能团的种类和数目相同，除官能团以外的其他结构相似。带支链和不带支链的链状烷烃的结构是相似的，所以含碳原子数不同的链状烷烃均互为同系物。 (1)烷烃的碳原子均采取sp3杂化 (2)分子通式为CnH2n＋2的烃一定是烷烃 (3)烷烃分子中的所有原子不可能共平面 (4)丙烷分子中所有碳原子在一条直线上 (5)同系物一定具有相同的通式，官能团的种类、数目也相同 × √ √ √ √ 正误判断 下列物质互为同系物的是( ) A.C2H6和C6H14 B.CH3CH2Cl和CH2ClCH2CH2Cl √ C. 和 D.CH2==CHCH2CH3和 烷烃的性质 二 1. 物理性质 物理性质 递变规律 状态 烷烃常温下存在的状态由气态→液态→固态 C1～C4气态；C5～C16液态 [新戊烷C(CH3)4在常温常压下是气体]；C17以上为固态 熔、沸点 ①随碳原子数的增加，即烷烃的相对分子质量越大，烷烃的熔、沸点越高 ②碳原子数相同(相对分子质量相同)，支链越多，熔、沸点越低 密度 随碳原子数的增多而逐渐增大，但都小于水的密度 溶解性 烷烃都难溶于水，易溶于有机溶剂 2. 烷烃的化学性质 (1)稳定性 以甲烷通入酸性KMnO4溶液、溴的CCl4溶液为例 KMnO4溶液不褪色 溴的CCl4溶液不褪色 常温下烷烃化学性质比较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂、溴的四氯化碳溶液等都不发生反应。 之所以很稳定，是因为烷烃分子中化学键全是σ键，不易断裂 (2)可燃性 烃燃烧通式： 当碳含量少时，产生淡蓝色火焰，但随着碳原子数的增多，碳的质量分数逐渐增大，有黑烟产生 甲烷： CH4+2O2 CO2+2H2O 点燃 CxHy+O2 xCO2+H2O A装置：试管内气体颜色逐渐变浅；试管内壁有油状液体出现，试管中有少量白雾，试管内液面上升，水槽内有固体析出 B装置：无明显现象 “色变浅、出油滴、有白雾、水上升” 因为饱和NaCl溶液 可以降低Cl2的溶解度 (3) 取代反应 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 甲烷与氯气的取代反应归纳 反应物 反应条件 生成物 反应特点 连锁反应 数量关系 甲烷与氯气(不能用氯水，需纯卤素单质） 漫散光照射(不用太阳光直射，以防爆炸) 甲烷与氯气反应生成四种有机产物：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和无机物HCl 甲烷中的氢原子被氯原子逐步取代，各步反应同时进行，即第一步反应一旦开始，后续反应立即进行 每取代1 mol氢原子，消耗1 mol Cl2，生成1 mol HCl 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 氯气与乙烷在光照下发生取代反应，有机产物可能有哪些？ 一氯乙烷(1种) 二氯乙烷(2种) 三氯乙烷(2种) 四氯乙烷(2种) 五氯乙烷(1种) 六氯乙烷(1种) CH3CH2Cl、CH3CHCl2、CH2ClCH2Cl、CH3CCl3、CH2ClCHCl2、CH2ClCCl3、CHCl2CHCl2、CHCl2CCl3、CCl3CCl3 烷烃取代反应的特点 ①在光照条件下； ②与纯卤素反应； ③一上一下：下一个H，上一个X原子（F、Cl、Br） ④1 mol卤素单质只能取代1 mol H ⑤连锁反应，有多种产物（卤代烃和卤化氢气体） (4)分解反应——高温裂化或裂解 甲烷高温下可分解成碳和氢气；长链烷烃高温下可分解成短链烷烃和烯烃。 C16H34 C8H16 +C8H18 催化剂 加热、加压 C8H18 C4H10 +C4H8 催化剂 加热、加压 CH4 C + 2H2 催化剂 高温 (1)所有的烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应 (2)在光照下，乙烷通入溴水中，可使溴水褪色 (3)1 mol丙烷与氯气发生取代反应，最多能消耗Cl2的物质的量为8 mol (4)标准状况下，11.2 L己烷所含共价键的数目为9.5NA (5)戊烷的三种同分异构体中，沸点最低的是新戊烷 正误判断 × √ √ × √ 烷烃的命名 三 1.烃基 (1)定义：烃分子中去掉1个氢原子后剩余的基团，常用−R表示。 (2)常见的烃基 烃 变化 烃基 甲烷(CH4) 去掉一个氢原子(烃分子中有几种不同化学环境的氢原子，其烃基就有几种) 甲基：−CH3 乙烷(CH3CH3) 乙基：−CH2CH3， −C2H5 丙烷(CH3CH2CH3) 丙基(2种)： 正丙基−CH2CH2CH3、 异丙基 丁基( ？种) 烃 变化 烃基 去掉一个氢原子(烃分子中有几种不同化学环境的氢原子，其烃基就有几种) 乙烯(CH2= CH2) 乙烯基：−CH= CH2 苯( ) 苯基：C6H5− 碳原子数(n)及表示 n≤10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n>10 用相应汉字数字表示，如C18H38命名为_______ 烷烃的习惯命名法 十八烷 烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)； 共价键数3n+1 1.最长最多定主链 ①最长：含碳原子数 的碳链作主链。 ②最多：当有几条不同的碳链含碳原子数相同时，要选择连有取代基 数目最多的碳链为主链。 2.编号遵循近简小(首先考虑“近”；同“近”考虑“简” ；同“近” 考虑“小”；同“近”同“简”时考虑“小”) ①最近：从离 最近的一端开始编号。 ②最简：若有两个不同支链且分别处于主链两端同等距离，则从 支链的一端开始编号。 ③最小：取代基编号位次之和最小。 最多 取代基 简单 烷烃的系统命名法 ____ 主链最长(7个碳)时，选主链有a、b、c三种方式，其中a有3个 支链、b有2个支链、c有2个支链，所以方式a正确，称为庚烷。 ③号碳链为主链 2,4,6−三甲基−3−乙基辛烷 3.写名称 将取代基名称写在主链名称的前面。 ①取代基的位置编号必须用阿拉伯数字“2”“3”……表示，位置 编号没有“1”。 ②相同取代基要合并，必须用汉字数字“二”“三”……表示其个数，“一”省略不写。 ③多个取代基的位置编号之间必须用逗号(“，”)分隔。 ④位置编号与名称之间必须用短线(“− ”)隔开。 ⑤若有多种取代基，必须简单写在前，复杂写在后。 例如： CH3−CH2−CH−CH−CH2−CH3 CH3 CH3 CH2 3 −甲基−4 −乙基己烷 CH3−CH2−CH−CH−CH2−CH2−CH3 CH2 CH3 CH3 4−甲基−3 −乙基庚烷 CH3−CH2−CH−C−CH2−CH3 CH3 CH3 CH3 3 ，3，4−三甲基己烷 3 ，3，4−三甲基己烷 CH3−CH2−C——CH−CH3 CH3 CH3 C2H5 CH3−CH2−CH2−C−CH2−CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 CH2 3 ，5−二甲基−3−乙基庚烷 3−甲基−4−乙基己烷 2, 2, 5−三甲基−3−乙基己烷 结构 CH3−CH2−CH2−CH3 CH3−CH−CH2 名称 正丁烷/丁烷 异丁烷/2−甲基丙烷 结构 CH3−CH2−CH2−CH2−CH3 CH3−CH−CH2−CH3 CH3−C−CH3 名称 正戊烷/戊烷 异戊烷/ 2−甲基丁烷 新戊烷/ 2，2−二甲基丙烷 CH3 CH3 CH3 CH3 结构 CH3−CH−CH2−CH−CH3 CH3− C − C −CH3 CH3− C − CH−CH 名称 2，4−二甲基己烷 2,2,3,3−四甲基丁烷 2,3,3−三甲基戊烷 CH3 CH3 CH3 C2H5 CH3 CH3 CH3 CH3 C2H5 p336 (A)确定主链： 链的长短(长的优先)，侧链数目(多的优先), 侧链位次大小(小的优先)，各侧链碳原子数(多的优先)，侧分支的多少(少的优先)。 (B)编号：按最低系列原则编号。 最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。 (C)按名称基本格式写出全名。 命名步骤 3. 命 名: 中文名称：2,3,5-三甲基己烷 英文名称：2,3,5-trimethylhexane 实例一 2. 编 号: 第一行 取代基编号为2, 4, 5; 第二行 取代基编号为2, 3, 5; 根据最低系列原则, 用第二行编号。 1. 确定主链: 最长链为主链。 实例二 1 确定主链： 有两个等长的最长链。 比侧链数: 一长链有四个侧链，另一长链有二个 侧链，多的优先。 2 编 号： 第二行取代基编号2,3,4,5; 第一行取代基编号 4,5,6,7。根据最低系列原则, 选第二行编号 3 命 名： 中文名称： 2,3,5-三甲基-4-丙基辛烷 英文名称： 2,3,5-trimethyl-4-n-propyloctane 实例三 1 确定主链：有两根等长的主链，侧链数均为三个。 一长链侧链位次为2,4,5; 而另一长链侧链位次为2,4,6, 小的优先。 2 编 号：黑色编号侧链位次2,4,5;蓝色编号侧链位次3,4,6。按最底系列原则选黑色编号。 3命名：中文命名: 2,5-二甲基-4-异丁基庚烷; 或 2,5-二甲基-4-(2-甲丙基)庚烷 英文命名: 4-isobutyl-2,5-dimethylheptane; 或2,5-dimethyl-4-(2-methylpropyl)heptane 1. 确定主链： 有两根等长的最长链。侧链数均为5。侧链的位次均为3，5，7，9，11。侧链的碳原子数由小到大依次为：1，1，1，2，8 多的优先 。 1 1，1，1，1，9 2 .编 号：第二行编号和第一行编号取代基位次等同(均为3,5,7,9,11)，此时用最底系列原则无法确定选那一种编号，则用下面方法确定编号。中文，让顺序规则中顺序较小的基团位次尽可能小，所以，取第二行字编号。英文，按英文字母顺序，让字母排在前面的基团位次尽可能小，所以取第一行编号。 3. 命 名：中文 3,5,9-三甲基-11-乙基-7-(2,4-二甲基己基)十三烷 英文 7-(2,4-dimethylhexyl)-3-ethyl-5,9,11-trimethyltridecane 实例四 实例五 1 确定主链：有两根等长的长链。两根长链均有两个侧链。侧链位次 均为4,5。侧链的碳原子数均为3,7。 黑字长链4位无侧分支，5位有侧分支。绿字长链4,5位侧链均有侧 分支。侧分支少优先。 2 编 号：黑字编号，取代基位置4,5。蓝字编号取代基位置7,8。 取黑字编号。 3 命 名： 中文命名 4-丙基-5-(1-异丙基丁基)十一烷 英文命名 5-(1-isopropylbutyl)-4-propylundecane $